當(dāng)前位置:首頁 > 工業(yè)控制 > 工業(yè)控制技術(shù)文庫
[導(dǎo)讀] 若要說2018以及未來五年最受矚目的半導(dǎo)體制程技術(shù),除了即將量產(chǎn)的7奈米FinFET尖端制程,以及預(yù)計(jì)將全面導(dǎo)入極紫外光(EUV)微影技術(shù)的5奈米制程節(jié)點(diǎn),各家晶圓代工業(yè)者著眼于應(yīng)用廣泛、無所不

若要說2018以及未來五年最受矚目的半導(dǎo)體制程技術(shù),除了即將量產(chǎn)的7奈米FinFET尖端制程,以及預(yù)計(jì)將全面導(dǎo)入極紫外光(EUV)微影技術(shù)的5奈米制程節(jié)點(diǎn),各家晶圓代工業(yè)者著眼于應(yīng)用廣泛、無所不包的物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 市場對低功耗、低成本組件需求而推出的各種中低階制程技術(shù)選項(xiàng),也是產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注焦點(diǎn)。

例如晶圓代工龍頭臺積電(TSMC)的16與12奈米FFC (FinFET Compact Technology)、22奈米超低功耗(ULP)、28奈米HPC/HPC+,以及40奈米ULP、55奈米ULP與低功耗(LP) 等邏輯制程,還有英特爾(Intel)的22奈米低功耗FinFET (22FFL)制程、GlobalFoundries的28奈米HPP (High Performance Plus)/SLP (Super Low Power)、 22FDX制程,以及三星電子(Samsung)的28奈米FDSOI、LPP、LPH.。。 等等,都是適合廣泛物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場需求特性的解決方案。

其中GlobalFoundries的FDX系列制程與Samsung的FD-SOI制程,與其他競爭方案之間的最大差異,就在于采用了無論是英文或中文讀來都十分拗口的「全空乏絕緣上覆硅」(Fully Depleted Silicon On Insulator,F(xiàn)D-SOI)技術(shù);該技術(shù)早在2011年就由SOI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(SOI Industry ConsorTIum)、意法半導(dǎo)體(ST)以及其研發(fā)伙伴IBM、GlobalFoundries、 三星等率先在業(yè)界推廣,號稱在28奈米與20 (22)奈米節(jié)點(diǎn)能達(dá)到由英特爾、臺積電等支持的新一代FinFET制程相當(dāng)?shù)男阅?,但成本與風(fēng)險更低。

FD-SOI技術(shù)優(yōu)勢何在?

不同于FinFET制程采用的3D晶體管結(jié)構(gòu),F(xiàn)D-SOI為平面制程;根據(jù)ST官網(wǎng)上的技術(shù)數(shù)據(jù),F(xiàn)D-SOI有兩大主要創(chuàng)新:首先是采用了埋入氧化物(buried oxide,BOX)超薄絕緣層,放置于硅基板之上 ;接著將超薄的硅薄膜布署于晶體管信道,因?yàn)槠涑『穸?,信道不需要摻雜(dope),使晶體管能達(dá)到完全空乏。 以上兩種創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合全名為「超薄基體埋入氧化層全空乏絕緣上覆硅」(ultra-thin body and buried oxide FD-SOI,UTBB-FD-SOI)。

ST表示,與傳統(tǒng)的塊狀硅技術(shù)相較,F(xiàn)D-SOI能提供更好的晶體管靜電特性,而埋入氧化層能降低源極(source)與汲極(drain)之間的寄生電容;此外該技術(shù)能有效限制源極與汲極之間的電子流動, 大幅降低影響組件性能的泄漏電流(圖1)。 除了透過閘極,F(xiàn)D-SOI也能藉由極化(polarizing)組件底層基板來控制晶體管行為,類似于塊狀硅技術(shù)亦可實(shí)現(xiàn)的基體偏壓(body bias)。

圖1:塊狀硅制程與FD-SOI制程晶體管結(jié)構(gòu)比較(來源:STMicroelectronics)

不過塊狀硅技術(shù)的基體偏壓非常有限,因?yàn)榧纳╇娏饕约熬w管幾何尺寸縮減之后晶體管效率降低;而FD-SOI因?yàn)榫w管結(jié)構(gòu)以及超薄絕緣層,偏壓效率會更好。 此外,埋入氧化層也能實(shí)現(xiàn)更高的基體偏壓,達(dá)到對晶體管突破性的動態(tài)控制──當(dāng)基板的極化為正向,也就是順向基體偏壓(FBB),晶體管切換速度能加快,并因此能優(yōu)化組件性能與功耗。

根據(jù)ST的說法,F(xiàn)D-SOI能輕易實(shí)現(xiàn)FBB并在晶體管運(yùn)作期間進(jìn)行動態(tài)調(diào)節(jié),為設(shè)計(jì)工程師提供高度彈性,特別是對省電性能與速度有高度要求、性能并非關(guān)鍵的組件,因此是物聯(lián)網(wǎng)或可攜式/穿戴式消費(fèi)性電子裝置應(yīng)用的理想解決方案。

市場研究機(jī)構(gòu)InternaTIonal Business Strategies (IBS)執(zhí)行長Handel Jones在2014年發(fā)表的一份報告中寫道:「同樣是100mm見方大小的芯片, 采用28奈米FD-SOI制程的成本比塊狀CMOS制程低3%,在20奈米節(jié)點(diǎn)則可以進(jìn)一步低30%;這是因?yàn)閹砀邊?shù)良率的同時,晶圓成本也更低;」此外FD-SOI制程裸晶的復(fù)雜度與塊狀CMOS制程比較,低了10%~12%。

Jones進(jìn)一步表示:「更小的裸晶面積與更高的參數(shù)良率之結(jié)合,F(xiàn)D-SOI制程在20奈米節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)品成本優(yōu)勢會比塊狀CMOS制程多20%;在28奈米節(jié)點(diǎn),F(xiàn)D-SOI的性能則比20奈米塊狀CMOS高出15%。 」他并指出:「FD-SOI制程在高/低Vdd方面能提供比塊狀CMOS制程更高的能源效率等級(energy efficiency levels);FD-SOI在位單元(bit cells)上的電源效率也高出塊狀CMOS, 這是因?yàn)檩^低的泄漏電流以及對α粒子更好的免疫力。 」

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉